انتقال حرارت: محاسبه تابش خورشید

دانستن تابش خورشید و اثرات حرارتی برای طراحان در صنعت ساختمان، به ویژه در طراحی ساختمان های “سبز” بسیار مهم است. انتقال حرارت همچنین نقش حیاتی در طراحی دستگاه های فضای باز از نظر حفظ دما در محیط های بسیار گرم یا سرد دارد. برای استفاده از کلمات Nicolas Huc، رهبر پروژه برای توسعه ماژول انتقال حرارت در COMSOL در فرانسه: “اگر فراموش کنید تابش خورشید را در نظر بگیرید، تفاوت زیادی ایجاد می کند.”

تجزیه و تحلیل تابش خورشیدی

از نسخه 4.3 نرم افزار COMSOL Multiphysics® و ماژول انتقال حرارت افزودنی ، منابع تشعشع خارجی را می توان به صورت سه بعدی برای تمام رابط های کاربری فیزیک از طریق گزینه Solar Position تعریف کرد . با این گزینه جدید به راحتی می توانید جهت و شدت تابش تابشی خورشید را بر اساس موقعیت جغرافیایی و طول جغرافیایی روی زمین، تاریخ و زمان تعیین کنید. (موقعیت خورشیدی فقط بر اساس موقعیت روی زمین است، نه هر سیاره یا ماه دیگری، اما برای هواپیماها مناسب است و ممکن است برای ماهواره‌ای که در مدار نزدیک به زمین می چرخد، کار کند).

تعریف منبع تابش خارجی با استفاده از گزینه Solar Position .

پارامتر ضریب شکست نیز برای امکان مدل‌سازی تابش از طریق شیشه، آب و سایر محیط‌های با ضریب شکست متفاوت از 1.0 پیاده‌سازی شده است. علاوه بر این، انتقال حرارت تشعشعی بین ساختارهای نازک اکنون زمانی امکان پذیر است که از تابش سطح به سطح همراه با رابط کاربری پوسته نازک رسانا استفاده شود. این یک خبر عالی برای کسانی است که در پروژه های انتقال حرارت فعالیت می کنند.

مش های بسیار طولانی و متراکم! دیوارهای نازک اکنون می توانند به عنوان مرزهای داخلی نشان داده شوند، به جای اینکه نیاز به تعریف یک دامنه جامد با شرایط مرزی دیوار در هر دو طرف باشد. یک شرایط دیواره را می توان بین دو حوزه سیال با شرایط مرزی دیوار داخلی تعریف کرد که در رابط های انتقال حرارت مزدوج و جریان غیر گرمایی موجود است . برای خواندن به‌روزرسانی‌های بیشتر ماژول انتقال حرارت، صفحه 4.3 Release Highlights را بررسی کنید .

مثال: تجزیه و تحلیل پل های حرارتی با شبیه سازی انتقال حرارت

به عنوان مثال، به مدل زیر نگاهی بیندازید، که بخشی از یک ساختمان را نشان می‌دهد و دیوارها، کف و بالکن آن (در سمت چپ) را نشان می‌دهد. همانطور که می بینید، بالکن یک پل حرارتی ایجاد می کند.

تحلیل انتقال حرارت در سازه دو طبقه با پل حرارتی

در گفتگوی من با نیکلاس، او به طور گذرا اشاره کرد که نرم افزار ما مدتی پیش برای یک بنچمارک برای نسخه 3.5 ارائه شده بود و COMSOL Multiphysics تنها “نرم افزار همه منظوره” بود که استاندارد EN ISO 10211 را برای شبیه سازی پل های حرارتی تصویب کرد. در ساختمان ها بسیار تمیز.